Aljabar & fungsi · Transformasi fungsi

Transformasi fungsi

Pergeseran, peregangan, dan pencerminan mengubah y = f(x) menjadi y = a·f(b(x − h)) + k. Sesuaikan parameter dan ikuti pergerakan kurva serta titik di atasnya.

01

Transformasi fungsi dalam visualisasi ini

Transformasi grafik fungsi menggeser, meregangkan atau memampatkan, atau mencerminkannya. Dengan empat parameter, fungsi hasil transformasi adalah g(x)=a f(b(x−h))+kg(x) = a\,f(b(x - h)) + k, dengan b≠0b \ne 0. Secara bawaan, halaman ini memakai garis patah ff tanpa simetri, sehingga setiap transformasi terlihat; tujuh fungsi induk umum juga tersedia: x2x^2, x3x^3, x\sqrt{x}, 1/x1/x, ∣x∣|x|, 2x2^x, dan sin⁡x\sin x.

Kurva putus-putus adalah grafik induk y=f(x)y = f(x), kurva utuh adalah y=g(x)y = g(x). Titik P = (x0,f(x0))(x_0, f(x_0)) pada induk dan bayangannya P′ pada gg dihubungkan panah merah, satu untuk tiap langkah. Setiap titik grafik bergerak dengan aturan sama:

Pemetaan titik
(x,y)↦(xb+h, a y+k)(x, y) \mapsto \left(\frac{x}{b} + h,\ a\,y + k\right)

Mengapa bagian dalam bekerja berlawanan arah: titik (x,y)(x, y) terletak pada grafik gg saat x0=b(x−h)x_0 = b(x - h) adalah masukan ff dan y=a f(x0)+ky = a\,f(x_0) + k. Menyelesaikan koordinat x baru memberikan x=x0/b+hx = x_0/b + h: pergeseran hh ditambahkan, tetapi koordinat lama dibagi bb. Jadi h=2h = 2 menggeser grafik ke kanan meskipun rumus menampilkan x−2x - 2, dan b=2b = 2 membagi dua lebarnya. Parameter luar bekerja langsung pada keluaran.

Juga ditulis y=f(x+φ)y = f(x + \varphi): untuk φ>0\varphi > 0, grafik bergeser φ\varphi ke kiri, yaitu h=−φh = -\varphi di sini. Sinusoid y=Asin⁡(ωx+φ)+ky = A\sin(\omega x + \varphi) + k juga merupakan kasus khusus halaman ini: a=Aa = A, b=ωb = \omega, h=−φ/ωh = -\varphi/\omega.

02

Urutan langkah

Tombol merah membangun gg dari ff langkah demi langkah: di dalam kurung (horizontal) dahulu, lalu di luar (vertikal). Di dalam ada dua cara, dipilih dengan tuas di samping tombol. Skalakan dahulu: bagi koordinat x dengan bb (peregangan atau pemampatan horizontal terhadap sumbu y, disertai pencerminan terhadapnya saat b<0b < 0), lalu tambahkan hh. Geser dahulu: tambahkan bhbh ke koordinat x, lalu bagi dengan bb — yang juga membagi pergeseran, menyisakan tepat hh. Di luar: kalikan koordinat y dengan aa (peregangan atau pemampatan vertikal terhadap sumbu x, disertai pencerminan terhadapnya saat a<0a < 0), lalu tambahkan kk. Langkah yang parameternya tidak mengubah apa pun dilewati.

Kedua cara berakhir pada gg yang sama. Setelah tiap proses, grafik perantara tetap terlihat samar hingga parameter berubah; pindahkan tuas dan tekan lagi, dan kedua cara tampil berdampingan.

Pada setiap arah, peregangan mendahului pergeseran jika pergeserannya ditulis hh atau kk: menggeser sebesar hh dahulu lalu membagi koordinat x dengan bb juga membagi pergeseran, dan grafik akhirnya bergeser sebesar h/bh/b. (Menggeser dahulu bekerja jika pergeserannya bhbh — sisi Geser pada tuas.) Langkah horizontal dan vertikal tidak saling memengaruhi, jadi salah satu arah boleh didahulukan.

03

Mudah disalahartikan

  • (2x−6)2=(2(x−3))2(2x - 6)^2 = (2(x - 3))^2: grafik x2x^2 dimampatkan menjadi separuh lebarnya, lalu digeser 3 ke kanan — bukan 6. Faktorkan bb dahulu untuk membaca pergeserannya.
  • b=2b = 2 memampatkan grafik menjadi separuh lebar; b=12b = \tfrac12 meregangkannya menjadi dua kali lebar. Untuk aa justru sebaliknya: a=2a = 2 menggandakan tinggi.
  • bb tidak boleh 0 pada halaman ini: pemetaan titik membagi dengan bb (dan f(0⋅x)=f(0)f(0 \cdot x) = f(0) bahkan tidak terdefinisi untuk 1/x1/x). a=0a = 0 diperbolehkan dan meratakan grafik pada y=ky = k di seluruh domain f(b(x−h))f(b(x - h)): sinar untuk x\sqrt{x}, garis tanpa titik x=hx = h untuk 1/x1/x (yang lalu tidak memiliki asimtot vertikal).
  • Untuk fungsi genap (x2x^2, ∣x∣|x|), b=−1b = -1 tidak mengubah apa pun karena f(−x)=f(x)f(-x) = f(x). Untuk fungsi ganjil (x3x^3, 1/x1/x, sin⁡x\sin x), a=−1a = -1 dan b=−1b = -1 menghasilkan grafik sama karena −f(x)=f(−x)-f(x) = f(-x). Pada ∣x∣|x|, ∣2x∣=2∣x∣|2x| = 2|x|: pemampatan horizontal dan peregangan vertikal menggambar kurva sama, dan hanya titik P yang membedakannya (sorotan 7). Garis patah ff tidak memiliki kesamaan-kesamaan ini.
  • Asimtot dan domain bergerak bersama grafik: untuk a≠0a \ne 0, asimtot 1/x1/x berpindah ke x=hx = h dan y=ky = k, dan domain b(x−h)\sqrt{b(x - h)} adalah tempat b(x−h)≥0b(x - h) \ge 0.
  • Titik P dapat diseret sepanjang grafik induk (atau P′ sepanjang gg); pegang gg di tempat lain untuk menggeser seluruh grafik, dan penggeser hh serta kk ikut bergerak.
04

Terkait